[发明专利]基于曼彻斯特编码的环境反向散射系统的符号检测方法

说明书

本发明涉及一种基于曼彻斯特编码的环境反向散射系统的符号检测方法，所述环境反向散射系统包括环境射频信号源、电子标签和阅读器，包括如下步骤：1)电子标签对原始二进制符号进行曼彻斯特编码，并根据曼彻斯特码决定反射或者不反射环境射频信号；2)阅读器针对所接收到的接收信号，利用自比较检验法，判断电子标签的原始二进制符号。该检测方法仅需要比较每个原始二进制符号对应的曼彻斯特码前后部分能量，免去了门限的估计，减少了明显的通信时延。

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种基于曼彻斯特编码的环境反向散射系统的符号检测方法。

背景技术

物联网是当前无线通信行业热点发展领域，受到工业届和学术界的高度关注。物联网的特征之一是需将海量设备通过无线通信技术连接到网络，这给实际部署带来了若干巨大的挑战。首先，由于设备数量庞大，单一设备的成本不能太高。同时，海量分散的设备使得日常的电池维护比较困难。因此，如何有效地解决上述关键问题对于物联网的发展至关重要。

反向散射通信是一项有望解决上述问题的技术。在传输信息过程中，反向散射设备仅需反射射频信号而不需要专门产生射频信号，这使得反向散射设备的成本和功耗都能比较低。反向散射通信已经在很多商用系统中得到了应用，如射频识别系统。然而射频识别系统由于环路损耗，通信距离十分受限。鉴于此，研究人员提出了将射频发射器从阅读器中分离出来的设想，不过由于这种系统需要专门的射频信号源，仅适用于部分场景。

近年来，研究者提出了利用环境中已有的射频信号作为载波的环境反向散射系统，这些射频信号包括：电视无线电、蜂窝信号、蓝牙和无线保真等。然而，环境散射系统由于载波信号未知，并且已经含有一些调制信息，这给符号检测带来了比较大的困难，因此需要新的检测机制。

现有的检测器主要为能量检测器，方法是将每个符号的接收信号能量和判决门限进行比较，从而对应解调出原始符号。然而，这种检测器需要估计判决门限，这会引入明显的时延，并且只适用于“0”、“1”符号等概的情况，具有极大的局限性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种基于曼彻斯特编码的环境反向散射系统的符号检测方法，仅需要比较每个原始二进制符号对应的曼彻斯特码前后部分能量，免去了门限的估计，减少了明显的通信时延。

本发明所提供的技术方案为：

基于曼彻斯特编码的环境反向散射系统的符号检测方法，所述环境反向散射系统包括环境射频信号源、电子标签和阅读器，包括如下步骤：

1)电子标签对原始二进制符号进行曼彻斯特编码，并根据曼彻斯特码决定反射或者不反射环境射频信号；

2)阅读器针对所接收到的接收信号，利用自比较检验法，判断电子标签的原始二进制符号。

优选的，所述步骤1)中曼彻斯特编码规则为：高电平到低电平表示“0”，低电平到高电平表示“1”。

上述技术方案中，采用曼彻斯特编码，通过自比较检验法即可判断电子标签的原始二进制符号，免去了门限的估计，减少了明显的通信时延。

优选的，所述步骤2)中自比较检验法如下：

其中，表示第k个原始二进制符号对应曼彻斯特码接收信号的前部分能量，表示第k个原始二进制符号对应曼彻斯特码接收信号的后部分能量；表示曼彻斯特码“0”对应接收信号的方差，表示曼彻斯特码“1”对应接收信号的方差；H₁表示第k个原始二进制符号为“1”，H₀表示第k个原始二进制符号为“0”。